Вперше встановлено залежності зміни електроопору, термічний коефіцієнт електроопору, інтегральної термо-ЕРС термоелектродів залізо, мідь, константан, хромель за умов різкої циклічної зміни температури в середовищі аргону та на повітрі. Визначено величину похибки показів термопар, зумовленої термоциклуванням. Вперше визначено закономірності впливу ступеня пластичного деформування на номінальну статичну характеристику термопар залізо-константан, мідь-константан, хромель-константан. Вперше розроблено та зведено в єдиний комплекс методологічні основи оцінки ступеня пластичної деформації термоелектродного дроту за різних видів навантаження. Вперше встановлено оптимальні параметри стабілізаційного відпалу термоелектродного залізного дроту в стані поставки з метою усунення структурної неоднорідності та стабілізації термоелектричних властивостей. Експериментально встановлено величину інтегральних відхилень термо-ЕРС, викликаних реакторним опроміненням термоелектродів хромелю, копелю та константану.

  Скачати повний текст

Створено імітаційну модель впливу термоелектричної неоднорідності та профілю температурного поля на термо-ЕРС. Експериментально встановлено та теоретично обгрунтовано з позицій сучасної теорії твердого тіла зв'язок локальних механічних напружень і відхилень значень термо-ЕРС. Встановлено критично допустимий ступінь пластичної деформації хромелю, що спричиняє незворотні зміни його термоелектричних властивостей. Вперше експериментально досліджено зв'язок змін термоелектричних властивостей з інтенсивністю акустичної емісії. Експериментально встановлено, що внутрішні напруження спричинюють на порядок більші зміни термоелектричної неоднорідності алюмелю, ніж хромелю.

  Скачати повний текст

Досліджено властивості похибки від набутої термоелектричної неоднорідності електродів термопар і розроблено математичні моделі дрейфу функції перетворення електродів термопар типу ХА від температури експлуатації та поточної температури ділянок електродів за фіксованих часів експлуатації. Це дало змогу ідентифікувати найбільш небезпечні умови експлуатації термоелектричних перетворювачів щодо похибки від набутої неоднорідності, класифікувати методи корекції дрейфу їх функцій перетворення з точки зору впливу цієї похибки, а також запропонувати новий метод її корекції. Досліджено властивості даного методу корекції, показано, що він зменшує вплив набутої неоднорідності на результат вимірювання в 3 - 6 разів. Розроблено структуру прецизійної системи вимірювання температури та стенд метрологічної перевірки термоелектричних перетворювачів зі значною набутою термоелектричною неоднорідністю, придатні для реалізації запропонованого методу корекції.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано необхідність розробки єдиного комплексного підходу для оцінки якісних і кількісних показників середовища. Розроблено багатоканальні поліметричні системи оперативного контролю кількісних та якісних параметрів рідких і сипучих середовищ. Під час розробки систем використано розподілене стробоскопічне перетворення, що значно підвищує їх надійність та стабільність. Схемні рішення для генерації, посилання та прийому наносекундних імпульсів забезпечують тривалу експлуатацію поліметричних систем за жорстких кліматичних умов без додаткового обслуговування. Розроблені методи вимірювання й оцінки часових, амплітудних і спектральних параметрів складних поліметричних сигналів з використанням методів математичної статистики, спектрально-кореляційного аналізу, оптимальної фільтрації забезпечують, необхідну точність і надійність поліметричних вимірювань.

  Скачати повний текст

Запропоновано та досліджено новий вид давача температури - термоелектричний перетворювач з керованим профілем температурного поля (ТЕП з КПТП). В ньому, за рахунок стабілізації власного профілю температурного поля вздовж електродів головної термопари, незалежного від змін температурного поля об'єкта вимірювання, деградаційні процеси в її термоелектродах проявляються тільки у вигляді часового дрейфу функції перетворення та не можуть себе проявити як похибка від набутої за експлуатації термоелектричної неоднорідності, у разі якої генерована термо-е.р.с. залежить не тільки від температур робочого злюту та злютів порівняння, а і від профілю температурного поля вздовж електродів термопари. Проведено аналіз похибок ТЕП з КПТП, запропоновано метод регулювання температури підсистемами ТЕП з КПТП. Теоретично оцінено методичну похибку від теплового потоку від нагрівників до робочого злюту головної термопари. Розроблено та виготовлено макет ТЕП з КПТП і стенд його дослідження, експериментально підтверджено теоретичні висновки. Розроблено структуру системи, що використовує ТЕП з КПТП, показано, що за використання вибраних технічних рішень похибка від неоднорідності не перевищує 0,2 °С, а за періодичній метрологічній перевірці головної термопари похибка виміру температури не перевищує 1,3 °С.

  Скачати повний текст

Розроблено тесто-калібрувальні методи та засоби бездемонтажного контролю метрологічних характеристик електричних вимірювальних перетворювачів (ВП). Удосконалено теорію реліційно-різницевих моделей операторів корекції вхідних значень електричних вимірювальних перетворювачів - введено визначення реперної реляційно-різницевої моделі та функціонального оператора корекції. Запропоновано єдиний метод визначення метрологічних характеристик функціональних операторів корекції похибок електричних ВП з використанням метрологічних характеристик тестових реліційно-різницевих моделей, які входять до їх структури. Розроблено метод визначення параметрів систем тестового контролю електричних вимірювальних перетворювачів. Проаналізовано похибки нелінійності функціональних операторів корекції, обумовленої нелінійністю функції перетворення вимірювального перетворювача. Розраховано похибку вимірювального каналу системи бездемонтажного контролю термоелектричних перетворювачів та динамічну похибку. Результати наукового дослідження використано у навчальному процесі на кафедрі "Інформаційно-вимірювальні технології та системи" у Харківському політехнічному інституті.

  Скачати повний текст

Досліджено математичну модель швидкісного турбінного перетворювача витрат рідин з гідродинамічним врівноваженням чутливого елементу, що досягається створенням нерівномірного полю статичного тиску вздовж внутрішньої поверхні корпусу перетворювача. Проведено теоретичні та стендові дослідження впливу геометричних параметрів чутливого елементу турбінного перетворювача витрат на його метрологічні характеристики. За статистичними критеріями Фішера та Ст'юдента оцінено адекватність результатів математичного моделювання експериментальним даним. Проведено оптимізацію геометричних параметрів вимірювальної камери первинного перетворювача з метою вдосконалення метрологічних характеристик. Створено алгоритм і програмний продукт для дослідження метрологічних характеристик приладу й оптимізації параметрів турбінного перетворювача витрат з гідродинамічним врівноваженням чутливого елементу.

  Скачати повний текст

Розроблено новий клас радіовимірювальних мікроелектронних перетворювачів витрат газу з частотним виходом на основі напівпровідникових структур з від'ємним опором, принцип роботи яких базується на функціональній залежності реактивних властивостей транзисторних структур з від'ємним опором від впливу витрат газу, що уможливлює виготовлення та створення конкурентоспроможних зразків цієї продукції. Розроблено теоретичні підходи до створення мікроелектронних перетворювачів витрат газу з частотним виходом у вигляді двох біполярних і МДН- та біполярних транзисторних структур з від'ємним опором, що дозволило одержати рівняння чутливості та функції перетворення витрат газу в частоту. Розроблено прикладні програми для моделювання та проведення розрахунків характеристик розроблених радіовимірювальних мікроелектронних перетворювачів витрат газу.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено питання розробки та використання шумових термометрів для відтворення та передачі термодинамічної температурної шкали. Обгрунтовано переваги шумового методу вимірювання температури. Розглянуто основні проблеми, наявні за умов проектування засобів вимірювання шумової термометрії. Досліджено джерела похибки методів вимірювання середнього значення квадрату шумової напруги, пропорційного до вимірюваної температури. Виведено вираз для межової похибки кожного з методів. Для покращання метрологічних характеристик шумових термометрів запропоновано перенести операції множення й усереднення шумових сигналів у цифрову частину, фільтрацію шумових сигналів проводити за допомогою цифрових фільтрів на базі перетворення Фур'є та використовувати первинні перетворювачі з мінімальним температурним коефіцієнтом опору. Сформовано основні концепції створення інтелектуальних фільтрів на базі перетворення Фур'є. Експериментально підтверджено коректність запропонованих математичних моделей вхідного кола шумового термометра, методики оцінювання межової похибки вимірювання температури, методу фільтрації шумових сигналів на базі перетворення Фур'є, обгрунтування рівня обмеження гармонік спектру шумового сигналу та використання гістограми спектру як критерію оцінювання якості проведеної фільтрації. Реалізовано способи та розроблено алгоритми функціонування шумових термометрів, що передбачають усереднення за частотою та за часом.

  Скачати повний текст

Установлено особливості фізичних процесів у багатошарових плівкових системах на основі Cu і Cr, або Ag та Fe і Cr або Cu, які можуть бути використані як чутливі елементи датчиків температури, деформації та тиску. Запропоновано методику оцінювання внеску інтерфейсного розсіювання електронів у загальну величину питомого опору, температурного коефіцієнта опору (ТКО) і коефіцієнта тензочутливості (КТ). Розраховано внесок об'ємного, поверхневого, зерномежового й інтерфейсного розсіювання електронів у загальну величину ТКО та КТ. Зроблено розрахунок статистичної ваги кожного з цих механізмів розсіювання електронів. Показано, що робочі характеристики чутливих елементів датчиків теператури, деформації та тиску можуть бути покращані за рахунок інтерфейсного розсіювання. Проаналізовано особливості процесів дифузії та фазоутворення у двошарових плівкових системах, компоненти яких мають різну взаємну розчинність. Вивчено проблему стабільності інтерфейсів.

  Скачати повний текст

Розроблено та досліджено комутаційні перетворювачі сигналів термопар. Обгрунтовано спосіб комутаційного перетворення термоелектрорушійної сили у короткий імпульс вихідної напруги, що дозволило підвищити чутливість вимірювання температури. Розроблено схеми комутаційних перетворювачів, які дозволяють проводити вимірювання температури з високою швидкодією й роздільною здатністю, контролювати ступінь деградації термопари та досліджувати теплові властивості різних середовищ. Запропоновано математичну модель комутаційного перетворення та проведено аналіз складових результуючої похибки комутаційного перетворення. Удосконалено алгоритм вимірювання термоелектрорушійної сили у режимі протікання зовнішнього струму через спаї термопари, що дає можливість виключити вплив на результати вимірювання виділення тепла Джоуля - Ленца.

  Скачати повний текст

Установлено залежність методичної похибки діодних температурних сенсорів як функції основних конструктивних і електрофізичних параметрів - вимірювального струму, опорів бази та виводів, концентрації домішок, конфігурації p - n переходу та його опору ізоляції, що дозволило уточнити їх фізико-математичну модель й усунути вплив нестабільних параметрів на результат вимірювання температури. Запропоновано алгоритм адитивно-мультиплікативного калібрування цифрових діодних термометрів з модуляцією вимірювальних струмів на основі використання кодокерованих мір напруги, що уможливлює їх перевірку на місці експлуатації. Виявлено, що, завдяки використанню кодокерованих мір опору, є можливою реалізація оперативного метрологічного контролю процесів вимірювання температури цифровими терморезистивними термометрами, які працюють за диференційним методом вимірювання та зменшення похибок, зумовлених тридротовою лінією зв'язку, практично до значень, притаманних термометрам з чотиридротовою лінією зв'язку.

  Скачати повний текст

Розроблено математичні моделі формування залишкових напружень у метало-скло-кремнієвих вузлах датчиків тиску на різних стадіях виготовлення, з використанням яких встановлено вплив геометричних параметрів на величину та характер розподілу залишкових напружень багатокомпонентних комбінованих з'єднань під час паяння та зварювання у твердій фазі в електростатичному полі. Досліджено напружений стан під час експлуатаційного навантаження датчитка з урахуванням технологічних напружень, які виникають у процесі виготовлення. Експериментальним і розрахунковим методами виявлено, що зі збільшенням товщини скляного трубчастого елемента у межах від 1-го до 2-х мм та у разі збільшення товщини чутливого елемента з 0,12-ти до 0,14-ти мм міцність зварних скло-кремнієвих з'єднань зменшується. Встановлено, що збільшення висоти паяного з'єднання з 1-го до 11-ти мм обумовлює зниження міцності метало-скляних паяних з'єднань, що є наслідком особливостей деформування таких вузлів у разі зміни жорсткості окремих елементів. Вперше з використанням підходів сучасної механіки руйнування твердих тіл з тріщинами для подібних конструкцій досліджено вплив дефектів, пов'язаних з недосконалістю обробки скляних деталей під час зварювання. З'ясовано, що для забезпечення низької вірогідності розповсюдження тріщин у вузлі датчика тиску, довжина дефекту тріщиноподібної форми у зоні з'єднання трубчастої скляної деталі з кремнієвою мембраною не повинна перевищувати певних розмірів відповідно до умов крихкого руйнування.

  Скачати повний текст

Досліджено питання розробки та використання термоелектричних термоперетворювачів з підвищеними точністю та метрологічною надійністю. Показано необхідність врахування термодинамічного стану термометричної субстанції. Розглянуто механізми нестабільності функції перетворення та її зміни за типових умов експлуатації. Проаналізовано можливості застосування термодинамічних уявлень стосовно термометричної субстанції як термодинамічно виокремленої системи. Вивчено ефективні методи дії на функції перетворення. Виведено вираз для сумарної функції впливу як межового значення відносної інструментальної похибки, у вигляді комбінації трьох адитивних пар безрозмірних функцій впливу. Проведено експериментальні дослідження спектра термоелектричних властивостей, електричного опору, його температурного коефіцієнта, а також структурно-чутливих характеристик. Реалізовано способи та розроблено алгоритми побудови та використання термоперетворювачів з мінімальною інструментальною похибкою.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Створено нові структурні елементи у системах термоконтролю технологічних процесів з метою підвищення точності та вірогідності температурних вимірювань засобами контактної термометрії, розташованими у важкодосяжних місцях на об'єктах підвищеного ризику. Проведено теоретичний розрахунок і практичну апробацію розроблених зразків самокалібрувального датчика температури (СДТ). Досліджено метрологічні характеристики зразків СДТ. Відзначено, що необхідність створення СДТ зумовлена необхідністю метрологічного забезпечення первинних перетворювачів (ПВП), розташованих у технічно необслуговуваних приміщеннях, безпосередньо за умов експлуатації, без демонтажу. Виявлено, що використання СДТ дозволяє суттєво знизити похибки вимірювань температури, що важливо для об'єктів підвищеного ризику - підприємств енергетики, металургії. З використанням результатів, одержаних завдяки проведеним дослідженням, розвинуто теорію та практичні аспекти передачі розміру одиниці температури від первинного еталона до робочих ЗВТ. Завдяки проведеному дослідженню підвищено точність температурних вимірювань за умов експлуатації засобами контактної термометрії, установленими у важкодосяжних місцях на об'єктах підвищеного ступеня ризику.

  Скачати повний текст

Удосконалено існуючі електромагнітні методи контролю електромагнітних і геометричних параметрів провідних виробів за рахунок їх сумісного контролю з температурою. Створено нові багатопараметрові безконтактні та контактні вихорострумові методи сумісного контролю параметрів трубчастих, суцільних циліндричних і плоских виробів. Створено контактний резистивно-індуктивний трипараметровий вихорострумовий метод сумісного контролю електромагнітних параметрів і температури. Запропоновано чотирипараметрові вихорострумові методи контролю плоских феромагнітних виробів, що зондуються полем кратних частот трансформаторного та параметричного вихорострумових датчиків. Досліджено можливість використання теорії контактного робочого перетворювача стосовно контролю параметрів плазмового стовпа люмінесцентної лампи та машинного мастила з дисперсним феромагнітним порошком. Наведено результати оцінювання вірогідності контролю параметрів провідних виробів у разі реалізації запропонованих вихорострумових методів. провідних виробів.

  Скачати повний текст

Запропоновано нову структурну модель єдиної повірочної схеми для засобів вимірювання об'ємної та масової витрати, а також об'єму та маси рідини, що протікає по трубопроводу.Розроблено теоретичні засади формування робочих еталонів та засобів вимірювальної техніки витрати рідини з використанням результатів виконаних досліджень ЕМВ.

  Скачати повний текст